“全國(guó)科技工作者日”徐宗本院士網(wǎng)絡(luò)科普?qǐng)?bào)告 ——數(shù)據(jù)科學(xué)：它的內(nèi)涵、方法與意義

發(fā)布時(shí)間：2022-05-31

背景
     人們普遍認(rèn)為：大數(shù)據(jù)發(fā)展催生了數(shù)據(jù)科學(xué)，而數(shù)據(jù)科學(xué)承載著大數(shù)據(jù)發(fā)展的未來(lái)。然而，數(shù)據(jù)科學(xué)到底是什么？它對(duì)于科學(xué)技術(shù)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步有什么特別的意義？它有沒(méi)有獨(dú)特的內(nèi)涵與研究方法論？它的發(fā)展規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)、與其它學(xué)科的關(guān)系, 乃至人才培養(yǎng)規(guī)律是什么？澄清和認(rèn)識(shí)這些問(wèn)題對(duì)于準(zhǔn)確把握數(shù)據(jù)科學(xué)發(fā)展方向、促進(jìn)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展、有著極為重要而現(xiàn)實(shí)的意義。





2022年的5月30日是第六個(gè)“全國(guó)科技工作者日”。今年全國(guó)科技工作者日的主題是“創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先、自立自強(qiáng)”。在這個(gè)專(zhuān)屬于科技工作者的日子里，中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)和中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)特別邀請(qǐng)西安交通大學(xué)徐宗本院士，為廣大科技工作者獻(xiàn)上了精彩的網(wǎng)絡(luò)科普講座“數(shù)據(jù)科學(xué)：它的內(nèi)涵、方法與意義”。中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)周愛(ài)輝研究員主持了講座，一起出席的還有中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)王兆軍教授、中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)主任劉歆研究員、中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)鞏馥洲研究員。


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 5月30日下午15點(diǎn)，在網(wǎng)友熱切地期盼中，講座正式開(kāi)始。徐院士的報(bào)告從四個(gè)部分展開(kāi)：一、數(shù)據(jù)科學(xué)的產(chǎn)生背景：大數(shù)據(jù)；二、數(shù)據(jù)科學(xué)的相關(guān)概念與方法；三、數(shù)據(jù)科學(xué)的內(nèi)涵、定義與方法論；四、數(shù)據(jù)科學(xué)的未來(lái)發(fā)展與重大科技問(wèn)題。


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一、
數(shù)據(jù)科學(xué)的產(chǎn)生背景：大數(shù)據(jù)

徐院士首先詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)科學(xué)產(chǎn)生的背景、大數(shù)據(jù)存在的大價(jià)值、大數(shù)據(jù)的原理、發(fā)展大數(shù)據(jù)具有迫切性與極端重要性；接著徐院士強(qiáng)調(diào)要實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略就應(yīng)該準(zhǔn)確把握大數(shù)據(jù)在管理創(chuàng)新、科學(xué)發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、學(xué)科發(fā)展方面的機(jī)遇，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)正在且必將引領(lǐng)未來(lái)生活新變化、孕育社會(huì)發(fā)展新思路、開(kāi)辟?lài)?guó)家治理新途徑、重塑?chē)?guó)際戰(zhàn)略新格局。盡管大數(shù)據(jù)為國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)了大機(jī)遇，并已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，但要真正實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的大價(jià)值，特別是將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，仍然面臨諸如傳統(tǒng)方法失效、認(rèn)識(shí)論上的困惑、方法論上的沖擊等科學(xué)基礎(chǔ)挑戰(zhàn)，針對(duì)這些挑戰(zhàn)徐院士解釋了如何從宏觀戰(zhàn)略方面科學(xué)應(yīng)對(duì)。


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徐院士還闡述了數(shù)據(jù)科學(xué)從人類(lèi)社會(huì)、物理世界、信息空間三元世界理論出發(fā),依據(jù)三元世界之間的相互關(guān)系來(lái)認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的科學(xué)性、完全性與實(shí)用性；數(shù)據(jù)科學(xué)融通創(chuàng)新的方法論能夠非常完美地將多學(xué)科方法進(jìn)行“雜糅”，從而形成高效地大數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)；數(shù)據(jù)科學(xué)能夠支撐大數(shù)據(jù)原理地實(shí)現(xiàn)，從而賦能大數(shù)據(jù)，使其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。產(chǎn)生大價(jià)值。最后徐院士總結(jié)：大數(shù)據(jù)催生了數(shù)據(jù)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)承載了大數(shù)據(jù)的未來(lái)！


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二
數(shù)據(jù)科學(xué)的相關(guān)概念與方法

徐院士從數(shù)據(jù)科學(xué)的多樣性引入，全面闡述了與數(shù)據(jù)相關(guān)的概念與方法、與計(jì)算機(jī)相關(guān)的概念與方法、與統(tǒng)計(jì)相關(guān)的概念與方法、與人工智能相關(guān)的概念與方法。


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三
數(shù)據(jù)科學(xué)的內(nèi)涵、定義與方法論

徐院士首先從四個(gè)代表性觀點(diǎn)出發(fā)給出了數(shù)據(jù)科學(xué)的內(nèi)涵；用新觀點(diǎn)給出了數(shù)據(jù)科學(xué)的定義：數(shù)據(jù)科學(xué)是有關(guān)數(shù)據(jù)價(jià)值鏈實(shí)現(xiàn)過(guò)程的基礎(chǔ)理論與方法學(xué)。它運(yùn)用建模、分析、計(jì)算和學(xué)習(xí)雜糅的方法研究從數(shù)據(jù)到信息、從信息到知識(shí)、從知識(shí)到?jīng)Q策的轉(zhuǎn)換，并實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知與操控。其次徐院士從研究對(duì)象、科學(xué)目標(biāo)、方法論者三個(gè)角度解釋了數(shù)學(xué)科學(xué)定義的合理性。接著徐院士重點(diǎn)概括了數(shù)據(jù)科學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域、人工智能領(lǐng)域、統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展，簡(jiǎn)單介紹了數(shù)據(jù)科學(xué)的歷史演進(jìn)。最后徐院士從四要素（建模、分析、計(jì)算、學(xué)習(xí)）、與數(shù)學(xué)的關(guān)聯(lián)與區(qū)別、與統(tǒng)計(jì)的關(guān)聯(lián)與區(qū)別、與計(jì)算機(jī)科學(xué)的關(guān)聯(lián)與區(qū)別這四個(gè)模塊詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)科學(xué)的方法論。


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四
數(shù)據(jù)科學(xué)的未來(lái)發(fā)展與重大科技問(wèn)題

從趨勢(shì)分析數(shù)據(jù)科學(xué)的未來(lái)發(fā)展，徐院士強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)科學(xué)要在多學(xué)科中立身、在大數(shù)據(jù)中立信、在強(qiáng)基礎(chǔ)中立魂。


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接著徐院士給出了數(shù)據(jù)科學(xué)十個(gè)重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題：大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)、大數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)算法、數(shù)據(jù)空間的結(jié)構(gòu)與特性、深度學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)原理、非正規(guī)約束下的最優(yōu)運(yùn)輸問(wèn)題、如何學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)方法論、非凸優(yōu)化的理論與高效算法、如何突破機(jī)器學(xué)習(xí)的先驗(yàn)假設(shè)、如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)化、知識(shí)推理與數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的溶合、算法定義的AI芯片。


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報(bào)告結(jié)束后，周愛(ài)輝研究員主持了提問(wèn)環(huán)節(jié)。嘉賓們分別代表網(wǎng)友提出了三個(gè)問(wèn)題，分別是：大數(shù)據(jù)未來(lái)在算法理論方面會(huì)如何發(fā)展？做統(tǒng)計(jì)理論方向如果想向數(shù)據(jù)科學(xué)發(fā)展，或者說(shuō)與數(shù)據(jù)科學(xué)相結(jié)合，該如何規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)和科研？數(shù)學(xué)做的人工智能交叉研究和工科的人工智能相比，會(huì)有哪些突出的優(yōu)勢(shì)？這三個(gè)問(wèn)題是通過(guò)中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)官方微信公眾號(hào)收集遴選的。徐宗本院士對(duì)這些問(wèn)題做了詳細(xì)地回答。


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數(shù)學(xué)會(huì)獎(jiǎng)項(xiàng)

華羅庚獎(jiǎng)

華羅庚先生是我國(guó)著名數(shù)學(xué)家

華羅庚先生是我國(guó)著名數(shù)學(xué)家，他熱愛(ài)祖國(guó)，獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)，一生為發(fā)展我國(guó)的數(shù)學(xué)事業(yè)和培養(yǎng)人才做出了卓越貢獻(xiàn)。

陳省身獎(jiǎng)

陳省身教授是一位國(guó)際數(shù)學(xué)大師

國(guó)際數(shù)學(xué)大師陳省身教授是美籍華裔數(shù)學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院外籍院士。他非常關(guān)心祖國(guó)數(shù)學(xué)事業(yè)的發(fā)展，幾十年來(lái)在發(fā)展我國(guó)數(shù)學(xué)事業(yè)、培養(yǎng)數(shù)學(xué)人才等方面做了大量工作。

鐘家慶獎(jiǎng)

鐘家慶教授生前對(duì)祖國(guó)數(shù)學(xué)事業(yè)的發(fā)展極其關(guān)切

鐘家慶教授生前對(duì)祖國(guó)數(shù)學(xué)事業(yè)的發(fā)展極其關(guān)注，并為之拚搏一生。為了紀(jì)念并實(shí)現(xiàn)他發(fā)展祖國(guó)數(shù)學(xué)事業(yè)的遺愿，數(shù)學(xué)界有關(guān)人士于1987年共同籌辦了鐘家慶基金，并設(shè)立了鐘家慶數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，委托中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)承辦。

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